Citation: Runhua Chen, Qiong Wu, Jingchen Luo, Xiaolong Zu, Shan Zhu, Yongfu Sun. Defective Ultrathin Two-Dimensional Materials for Photo-/Electrocatalytic CO2 Reduction: Fundamentals and Perspectives[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2025, 41(3): 100019. doi: 10.3866/PKU.WHXB202308052
缺陷态二维超薄材料用于光/电催化CO2还原的基础与展望
English
Defective Ultrathin Two-Dimensional Materials for Photo-/Electrocatalytic CO2 Reduction: Fundamentals and Perspectives

-
Key words:
- Defect
- / Ultrathin two-dimensional materials
- / CO2 reduction
- / Photo-/Electrocatalysis
-
-
[1]
Aresta, M.; Dibenedetto, A.; Angelini, A. Chem. Rev. 2014, 114, 1709. doi: 10.1021/cr4002758
-
[2]
Gao, S.; Lin, Y.; Jiao, X.; Sun, Y.; Luo, Q.; Zhang, W.; Li, D.; Yang, J.; Xie, Y. Nature 2016, 529, 68. doi: 10.1038/nature16455
-
[3]
Li, Y.; Li, F.; Laaksonen, A.; Wang, C.; Cobden, P.; Boden, P.; Liu, Y.; Zhang, X.; Ji, X. Ind. Chem. Mater. 2023, 1, 410. doi: 10.1039/D2IM00055E
-
[4]
Jiang, J.; Xiong, Z.; Wang, H.; Liao, G.; Bai, S.; Zou, J.; Wu, P.; Zhang, P.; Li, X. J. Mater. Sci. Technol. 2022, 118, 15. doi: 10.1016/j.jmst.2021.12.018
-
[5]
Wu, Y.; Wu, M.; Zhu, J.; Zhang, X.; Li, J.; Zheng, K.; Hu, J.; Liu, C.; Pan, Y.; Zhu, J.; et al. Sci. China Chem. 2023, 66, 1997. doi: 10.1007/s11426-022-1595-9
-
[6]
常诚, 陈伟, 陈也, 陈永华, 陈雨, 丁峰, 樊春海, 范红金, 范战西, 龚成, 等. 物理化学学报, 2021, 37, 2108017. ] doi: 10.3866/PKU.WHXB202108017Chang, C.; Chen, W.; Chen, Y.; Chen, Y. H.; Chen, Y.; Ding, F.; Fan, C. H.; Fan, H. J.; Fan, Z. X.; Gong, C.; et al. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2108017. doi: 10.3866/PKU.WHXB202108017
-
[7]
Bai, S.; Zhang, N.; Gao, C.; Xiong, Y. Nano Energy 2018, 53, 296. doi: 10.1016/j.nanoen.2018.08.058
-
[8]
Sun, Y.; Gao, S.; Lei, F.; Xie, Y. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 623. doi: 10.1039/C4CS00236A
-
[9]
Wang, Y.; Liu, J.; Zheng, G. Adv. Mater. 2021, 33, 2005798. doi: 10.1002/adma.202005798
-
[10]
Zhou, W.; Fu, H. Inorg. Chem. Front. 2018, 5, 1240. doi: 10.1039/C8QI00122G
-
[11]
Jiang, J.; Li, F.; Bai, S.; Wang, Y.; Xiang, K.; Wang, H.; Zou, J.; Hsu, J. -P. Nano Res. 2023, 16, 4656. doi: 10.1007/s12274-022-5112-x
-
[12]
Jiang, J.; Ou-yang, L.; Zhu, L.; Zheng, A.; Zou, J.; Yi, X.; Tang, H. Carbon 2014, 80, 213. doi: 10.1016/j.carbon.2014.08.059
-
[13]
Zou, J.; Wu, S.; Liu, Y.; Sun, Y.; Cao, Y.; Hsu, J. -P.; Shen Wee, A. T.; Jiang, J. Carbon 2018, 130, 652. doi: 10.1016/j.carbon.2018.01.008
-
[14]
Jiao, X.; Hu, Z.; Li, L.; Wu, Y.; Zheng, K.; Sun, Y.; Xie, Y. Sci. China Chem. 2022, 65, 428. doi: 10.1007/s11426-021-1184-6
-
[15]
Li, X.; Wang, S.; Li, L.; Sun, Y.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 9567. doi: 10.1021/jacs.0c02973
-
[16]
Corma, A.; Garcia, H. J. Catal. 2013, 308, 168. doi: 10.1016/j.jcat.2013.06.008
-
[17]
Nitopi, S.; Bertheussen, E.; Scott, S. B.; Liu, X.; Engstfeld, A. K.; Horch, S.; Seger, B.; Stephens, I. E. L.; Chan, K.; Hahn, C.; et al. Chem. Rev. 2019, 119, 7610. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00705
-
[18]
Chang, X.; Wang, T.; Gong, J. Energy Environ. Sci. 2016, 9, 2177. doi: 10.1039/C6EE00383D
-
[19]
Ménard, G.; Stephan, D. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 8396. doi: 10.1002/anie.201103600
-
[20]
陈瑶, 陈存, 曹雪松, 王震宇, 张楠, 刘天西. 物理化学学报, 2023, 39, 2212053. ] doi: 10.3866/PKU.WHXB202212053Chen, Y.; Chen, C.; Cao, X. S.; Wang, Z. Y.; Zhang, N.; Liu, T. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2023, 39, 2212053. doi: 10.3866/PKU.WHXB202212053
-
[21]
Sun, Z.; Ma, T.; Tao, H.; Fan, Q.; Han, B. Chem 2017, 3, 560. doi: 10.1016/j.chempr.2017.09.009
-
[22]
Zhou, Y.; Wang, Z.; Huang, L.; Zaman, S.; Lei, K.; Yue, T.; Li, Z. A.; You, B.; Xia, B. Y. Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2003159. doi: 10.1002/aenm.202003159
-
[23]
Zhao, Y.; Chen, G.; Bian, T.; Zhou, C.; Waterhouse, G. I. N.; Wu, L. -Z.; Tung, C. -H.; Smith, L. J.; O'Hare, D.; Zhang, T. Adv. Mater. 2015, 27, 7824. doi: 10.1002/adma.201503730
-
[24]
Guan, M.; Xiao, C.; Zhang, J.; Fan, S.; An, R.; Cheng, Q.; Xie, J.; Zhou, M.; Ye, B.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10411. doi: 10.1021/ja402956f
-
[25]
Di, J.; Zhao, X.; Lian, C.; Ji, M.; Xia, J.; Xiong, J.; Zhou, W.; Cao, X.; She, Y.; Liu, H.; et al. Nano Energy 2019, 61, 54. doi: 10.1016/j.nanoen.2019.04.029
-
[26]
Jiao, X.; Chen, Z.; Li, X.; Sun, Y.; Gao, S.; Yan, W.; Wang, C.; Zhang, Q.; Lin, Y.; Luo, Y.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7586. doi: 10.1021/jacs.7b02290
-
[27]
Xue, X.; Chen, R.; Chen, H.; Hu, Y.; Ding, Q.; Liu, Z.; Ma, L.; Zhu, G.; Zhang, W.; Yu, Q.; et al. Nano Lett. 2018, 18, 7372. doi: 10.1021/acs.nanolett.8b03655
-
[28]
Li, P.; Wang, F.; Wei, S.; Li, X.; Zhou, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2017, 19, 4405. doi: 10.1039/C6CP08409E
-
[29]
Li, H.; Tsai, C.; Koh, A. L.; Cai, L.; Contryman, A. W.; Fragapane, A. H.; Zhao, J.; Han, H. S.; Manoharan, H. C.; Abild-Pedersen, F.; et al. Nat. Mater. 2016, 15, 48. doi: 10.1038/nmat4465
-
[30]
Xu, L.; Jiang, Q.; Xiao, Z.; Li, X.; Huo, J.; Wang, S.; Dai, L. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5277. doi: 10.1002/anie.201600687
-
[31]
Wu, J.; Li, X.; Shi, W.; Ling, P.; Sun, Y.; Jiao, X.; Gao, S.; Liang, L.; Xu, J.; Yan, W.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 8719. doi: 10.1002/anie.201803514
-
[32]
Chen, X.; Liu, L.; Yu, P. Y.; Mao, S. S. Science 2011, 331, 746. doi: 10.1126/science.1200448
-
[33]
Zhao, Z.; Zhang, X.; Zhang, G.; Liu, Z.; Qu, D.; Miao, X.; Feng, P.; Sun, Z. Nano Res. 2015, 8, 4061. doi: 10.1007/s12274-015-0917-5
-
[34]
Zou, X.; Liu, J.; Su, J.; Zuo, F.; Chen, J.; Feng, P. Chem. - Eur. J. 2013, 19, 2866. doi: 10.1002/chem.201202833
-
[35]
Niu, P.; Yin, L. -C.; Yang, Y. -Q.; Liu, G.; Cheng, H. -M. Adv. Mater. 2014, 26, 8046. doi: 10.1002/adma.201404057
-
[36]
Li, X.; Sun, Y.; Xu, J.; Shao, Y.; Wu, J.; Xu, X.; Pan, Y.; Ju, H.; Zhu, J.; Xie, Y. Nat. Energy 2019, 4, 690. doi: 10.1038/s41560-019-0431-1
-
[37]
Lei, F.; Sun, Y.; Liu, K.; Gao, S.; Liang, L.; Pan, B.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6826. doi: 10.1021/ja501866r
-
[38]
Sun, Y.; Gao, S.; Lei, F.; Liu, J.; Liang, L.; Xie, Y. Chem. Sci. 2014, 5, 3976. doi: 10.1039/C4SC00565A
-
[39]
Sun, Y.; Liu, Q.; Gao, S.; Cheng, H.; Lei, F.; Sun, Z.; Jiang, Y.; Su, H.; Wei, S.; Xie, Y. Nat. Commun. 2013, 4, 2899. doi: 10.1038/ncomms3899
-
[40]
Xiong, Y.; Zhao, W.; Gu, D.; Tie, Z.; Zhang, W.; Jin, Z. Nano Lett. 2023, 23, 4876. doi: 10.1021/acs.nanolett.3c00524
-
[41]
Jiang, M.; Zhu, M.; Wang, M.; He, Y.; Luo, X.; Wu, C.; Zhang, L.; Jin, Z. ACS Nano 2023, 17, 3209. doi: 10.1021/acsnano.2c11046
-
[42]
Čížek, J. J. Mater. Sci. Technol. 2018, 34, 577. doi: 10.1016/j.jmst.2017.11.050
-
[43]
Gao, S.; Gu, B.; Jiao, X.; Sun, Y.; Zu, X.; Yang, F.; Zhu, W.; Wang, C.; Feng, Z.; Ye, B.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3438. doi: 10.1021/jacs.6b11263
-
[44]
Sun, Y.; Cheng, H.; Gao, S.; Liu, Q.; Sun, Z.; Xiao, C.; Wu, C.; Wei, S.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20294. doi: 10.1021/ja3102049
-
[45]
Wang, Z.; Zu, X.; Li, X.; Li, L.; Wu, Y.; Wang, S.; Ling, P.; Zhao, Y.; Sun, Y.; Xie, Y. Nano Res. 2022, 15, 6999. doi: 10.1007/s12274-022-4335-1
-
[46]
Shi, X.; Dong, X. A.; He, Y.; Yan, P.; Zhang, S.; Dong, F. ACS Catal. 2022, 12, 3965. doi: 10.1021/acscatal.2c00157
-
[47]
Liu, Y.; Xiao, C.; Li, Z.; Xie, Y. Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1600436. doi: 10.1002/aenm.201600436
-
[48]
Sun, X.; Zhang, X.; Xie, Y. Matter 2020, 2, 842. doi: 10.1016/j.matt.2020.02.006
-
[49]
Jiang, M.; Zhu, M.; Wang, H.; Song, X.; Liang, J.; Lin, D.; Li, C.; Cui, J.; Li, F.; Zhang, X. L.; et al. Nano Lett. 2023, 23, 291. doi: 10.1021/acs.nanolett.2c04335
-
[50]
Gao, S.; Sun, Z.; Liu, W.; Jiao, X.; Zu, X.; Hu, Q.; Sun, Y.; Yao, T.; Zhang, W.; Wei, S.; et al. Nat. Commun. 2017, 8, 14503. doi: 10.1038/ncomms14503
-
[51]
Liang, L.; Ling, P.; Li, Y.; Li, L.; Liu, J.; Luo, Q.; Zhang, H.; Xu, Q.; Pan, Y.; Zhu, J.; et al. Sci. China Chem. 2021, 64, 953. doi: 10.1007/s11426-021-9967-9
-
[52]
Wang, H.; Bi, X.; Yan, Y.; Zhao, Y.; Yang, Z.; Ning, H.; Wu, M. Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2214946. doi: 10.1002/adfm.202214946
-
[53]
Jia, S.; Wu, L.; Xu, L.; Sun, X.; Han, B. Ind. Chem. Mater. 2023, 1, 93. doi: 10.1039/D2IM00056C
-
[54]
Wang, X.; Ma, S.; Liu, B.; Wang, S.; Huang, W. Chem. Commun. 2023, 59, 10044. doi: 10.1039/D3CC02843G
-
[55]
Zu, X.; Zhao, Y.; Li, X.; Chen, R.; Shao, W.; Wang, Z.; Hu, J.; Zhu, J.; Pan, Y.; Sun, Y.; et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 13840. doi: 10.1002/anie.202101894
-
[56]
Liu, K.; Li, X.; Liang, L.; Wu, J.; Jiao, X.; Xu, J.; Sun, Y.; Xie, Y. Nano Res. 2018, 11, 2897. doi: 10.1007/s12274-017-1943-2
-
[57]
Ling, P.; Zhu, J.; Wang, Z.; Hu, J.; Zhu, J.; Yan, W.; Sun, Y.; Xie, Y. Nanoscale 2022, 14, 14023. doi: 10.1039/D2NR02364D
-
[58]
Zhu, S.; Li, X.; Jiao, X.; Shao, W.; Li, L.; Zu, X.; Hu, J.; Zhu, J.; Yan, W.; Wang, C.; et al. Nano Lett. 2021, 21, 2324. doi: 10.1021/acs.nanolett.1c00383
-
[59]
Zhu, J.; Shao, W.; Li, X.; Jiao, X.; Zhu, J.; Sun, Y.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 18233. doi: 10.1021/jacs.1c08033
-
[60]
Jiao, X.; Zheng, K.; Liang, L.; Li, X.; Sun, Y.; Xie, Y. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 6592. doi: 10.1039/D0CS00332H
-
[61]
Chen, Z.; Concepcion, J. J.; Brennaman, M. K.; Kang, P.; Norris, M. R.; Hoertz, P. G.; Meyer, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. 2012, 109, 15606. doi: 10.1073/pnas.1203122109
-
[62]
Liang, L.; Li, X.; Sun, Y.; Tan, Y.; Jiao, X.; Ju, H.; Qi, Z.; Zhu, J.; Xie, Y. Joule 2018, 2, 1004. doi: 10.1016/j.joule.2018.02.019
-
[63]
Shi, J.; Cui, H. N.; Liang, Z.; Lu, X.; Tong, Y.; Su, C.; Liu, H. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 466. doi: 10.1039/C0EE00309C
-
[64]
Kong, M.; Li, Y.; Chen, X.; Tian, T.; Fang, P.; Zheng, F.; Zhao, X. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16414. doi: 10.1021/ja207826q
-
[65]
Bi, W.; Ye, C.; Xiao, C.; Tong, W.; Zhang, X.; Shao, W.; Xie, Y. Small 2014, 10, 2820. doi: 10.1002/smll.201303548
-
[66]
Hou, J.; Cao, S.; Wu, Y.; Liang, F.; Sun, Y.; Lin, Z.; Sun, L. Nano Energy 2017, 32, 359. doi: 10.1016/j.nanoen.2016.12.054
-
[67]
Huygh, S.; Bogaerts, A.; Neyts, E. C. J. Phys. Chem. C 2016, 120, 21659. doi: 10.1021/acs.jpcc.6b07459
-
[68]
Shao, W.; Li, X.; Zhu, J.; Zu, X.; Liang, L.; Hu, J.; Pan, Y.; Zhu, J.; Yan, W.; Sun, Y.; et al. Nano Res. 2022, 15, 1882. doi: 10.1007/s12274-021-3789-x
-
[69]
Ye, F.; Zhang, S.; Cheng, Q.; Long, Y.; Liu, D.; Paul, R.; Fang, Y.; Su, Y.; Qu, L.; Dai, L.; et al. Nat. Commun. 2023, 14, 2040. doi: 10.1038/s41467-023-37679-3
-
[70]
Sun, Y.; Sun, Z.; Gao, S.; Cheng, H.; Liu, Q.; Piao, J.; Yao, T.; Wu, C.; Hu, S.; Wei, S.; et al. Nat. Commun. 2012, 3, 1057. doi: 10.1038/ncomms2066
-
[71]
Li, Z.; Cao, A.; Zheng, Q.; Fu, Y.; Wang, T.; Arul, K. T.; Chen, J. -L.; Yang, B.; Adli, N. M.; Lei, L.; et al. Adv. Mater. 2021, 33, 2005113. doi: 10.1002/adma.202005113
-
[72]
Zhang, B.; Zhang, J.; Hua, M.; Wan, Q.; Su, Z.; Tan, X.; Liu, L.; Zhang, F.; Chen, G.; Tan, D.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 13606. doi: 10.1021/jacs.0c06420
-
[73]
Peng, C.; Luo, G.; Zhang, J.; Chen, M.; Wang, Z.; Sham, T. -K.; Zhang, L.; Li, Y.; Zheng, G. Nat. Commun. 2021, 12, 1580. doi: 10.1038/s41467-021-21901-1
-
[74]
Li, F.; Anjarsari, Y.; Wang, J.; Azzahiidah, R.; Jiang, J.; Zou, J.; Xiang, K.; Ma, H.; Arramel. Carbon Lett. 2023, 33, 1321. doi: 10.1007/s42823-022-00380-4
-
[75]
Wang, J.; Jiang, J.; Li, F.; Zou, J.; Xiang, K.; Wang, H.; Li, Y.; Li, X. Green Chem. 2023, 25, 32. doi: 10.1039/D2GC03160D
-
[76]
Wang, J.; Qin, Q.; Li, F.; Anjarsari, Y.; Sun, W.; Azzahiidah, R.; Zou, J.; Xiang, K.; Ma, H.; Jiang, J.; et al. Carbon Lett. 2023, 33, 1381. doi: 10.1007/s42823-022-00401-2
-
[77]
Lei, W.; Zhou, T.; Pang, X.; Xue, S.; Xu, Q. J. Mater. Sci. Technol. 2022, 114, 143. doi: 10.1016/j.jmst.2021.10.029
-
[78]
Wang, W.; Duan, J.; Liu, Y.; Zhai, T. Adv. Mater. 2022, 34, 2110699. doi: 10.1002/adma.202110699
-
[79]
Yang, S.; Jiang, M.; Zhang, W.; Hu, Y.; Liang, J.; Wang, Y.; Tie, Z.; Jin, Z. Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2301984. doi: 10.1002/adfm.202301984
-
[80]
Wang, S.; Hai, X.; Ding, X.; Chang, K.; Xiang, Y.; Meng, X.; Yang, Z.; Chen, H.; Ye, J. Adv. Mater. 2017, 29, 1701774. doi: 10.1002/adma.201701774
-
[81]
Luo, S.; Li, X.; Wang, M.; Zhang, X.; Gao, W.; Su, S.; Liu, G.; Luo, M. J. Mater. Chem. A 2020, 8, 5647. doi: 10.1039/D0TA01154A
-
[1]
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 1
- 文章访问数: 164
- HTML全文浏览量: 9

下载: